Công nghệ thổi rửa hố khoan là một trong những bước kỹ thuật then chốt, quyết định trực tiếp đến chất lượng và khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi. Trong thi công, đặc biệt là với các cọc đường kính lớn, việc mũi cọc không đạt sức chịu tải như thiết kế là một rủi ro nghiêm trọng. Nguyên nhân hàng đầu chính là lớp cặn lắng (mùn khoan, bùn đất) không được xử lý triệt để ở đáy hố. Việc áp dụng đúng công nghệ sẽ loại bỏ lớp vật liệu yếu này, đảm bảo bê tông mũi cọc được đặt trực tiếp lên nền địa chất chịu lực, phát huy tối đa khả năng làm việc của cọc.
Vấn đề cặn lắng và tầm quan trọng của công nghệ thổi rửa hố khoan
Để hiểu rõ tầm quan trọng của việc làm sạch, chúng ta cần phân tích “cặn lắng” là gì và nó ảnh hưởng tiêu cực đến sức chịu tải của cọc như thế nào.
“Cặn lắng” là gì và hình thành như thế nào?
Trong quá trình khoan cọc nhồi, đặc biệt là khi sử dụng dung dịch giữ thành vách (như bentonite), một lượng lớn mùn khoan (đất, đá bị phá vỡ) sẽ hòa lẫn vào dung dịch. Mặc dù hệ thống sàng lọc và máy bơm tuần hoàn liên tục làm sạch dung dịch, một tỷ lệ hạt mịn và nặng vẫn không thể được đưa lên hết. Dưới tác dụng của trọng lực, các hạt này lắng dần xuống và tích tụ ở đáy hố khoan, tạo thành một lớp bùn nhão, mềm yếu, gọi là “cặn lắng”.
Tác hại của cặn lắng đến sức chịu tải mũi cọc
Lớp cặn lắng này chính là “kẻ thù” của sức chịu tải mũi cọc (End-bearing capacity). Thiết kế cọc khoan nhồi tính toán rằng mũi cọc sẽ tựa trực tiếp lên một lớp địa chất cứng (như đá, sỏi cuội, hoặc cát chặt) để truyền tải trọng công trình xuống. Tuy nhiên, nếu lớp cặn lắng dày (có thể lên đến 50cm hoặc hơn nếu không xử lý), nó sẽ hoạt động như một “tấm đệm” mềm yếu. Mũi cọc bê tông khi đổ sẽ tựa lên lớp đệm này thay vì tựa lên nền đá. Kết quả là cọc sẽ bị lún nhiều hơn thiết kế và không thể huy động được sức chịu tải tối đa, gây nguy hiểm cho toàn bộ kết cấu móng. Đây là lý do tại sao công nghệ thổi rửa hố khoan được coi là một công đoạn bắt buộc.
Phân tích kỹ thuật công nghệ thổi rửa hố khoan phổ biến
Có nhiều phương pháp để làm sạch đáy hố, nhưng công nghệ thổi rửa hố khoan bằng khí nén (phương pháp Airlift) được xem là hiệu quả và phổ biến nhất hiện nay. Kỹ thuật này dựa trên nguyên lý chênh lệch tỷ trọng để “hút” cặn lắng từ đáy hố lên mặt đất.
Nguyên lý hoạt động của phương pháp Airlift
Quy trình thực hiện như sau: Một hệ thống ống thép (ống thổi rửa) được hạ xuống gần sát đáy hố khoan. Song song với ống này, một ống dẫn khí nén nhỏ hơn được lắp đặt, với đầu ra nằm bên trong ống thổi rửa. Khi mọi thứ sẵn sàng, máy nén khí công suất lớn sẽ bơm không khí áp suất cao xuống ống dẫn khí.
Không khí thoát ra ở đáy hố, trộn lẫn với dung dịch bentonite và cặn lắng bên trong ống thổi rửa. Hỗn hợp khí + dung dịch + cặn lắng này có tỷ trọng nhẹ hơn rất nhiều so với cột dung dịch bentonite đặc, sạch ở bên ngoài (trong hố khoan).
Quy trình tuần hoàn và “hút” cặn lắng
Dưới sự chênh lệch áp suất thủy tĩnh này, cột dung dịch “bẩn” bên trong ống sẽ bị cột dung dịch “sạch” nặng hơn ở bên ngoài đẩy, trào ngược lên trên và thoát ra ngoài qua miệng ống, mang theo toàn bộ cặn lắng.
Quá trình này diễn ra liên tục. Dung dịch bentonite sạch từ hố khoan liên tục chảy vào đáy ống thổi rửa, hòa trộn với cặn lắng, bị khí nén làm nhẹ đi và lại bị đẩy lên. Đây là một vòng tuần hoàn khép kín, “hút” sạch bùn đất ở đáy hố. Quá trình chỉ dừng lại khi dung dịch trào ra đã sạch, không còn mùn khoan. Công nghệ thổi rửa hố khoan này đòi hỏi thiết bị đồng bộ (máy nén khí, ống dẫn) và kinh nghiệm vận hành để đảm bảo đáy hố được làm sạch triệt để.
Lợi ích và kiểm soát chất lượng khi áp dụng công nghệ thổi rửa hố khoan
Việc áp dụng thành công kỹ thuật này mang lại lợi ích trực tiếp cho chất lượng cọc, và phải được kiểm soát nghiêm ngặt bằng các tiêu chuẩn kỹ thuật.
Lợi ích 1: Tối đa hóa sức chịu tải mũi cọc
Lợi ích lớn nhất và trực tiếp nhất của công nghệ thổi rửa hố khoan chính là tối đa hóa sức chịu tải mũi cọc. Bằng cách loại bỏ hoàn toàn lớp bùn đệm yếu, mũi cọc bê tông sau khi đông cứng sẽ tiếp xúc trực tiếp 1:1 với lớp địa chất chịu lực thiết kế (đá hoặc sỏi cuội). Điều này cho phép cọc huy động được 100% sức kháng mũi (Qp), đảm bảo công trình ổn định, không bị lún vượt quá giới hạn cho phép.
Lợi ích 2: Cải thiện sức kháng bên
Một lợi ích gián tiếp khác là cải thiện sức kháng bên (ma sát thành – Qs). Quá trình tuần hoàn dung dịch bentonite sạch trong khi thổi rửa cũng giúp loại bỏ bớt các mảng bám “bùn bánh” (filter cake) quá dày trên thành hố khoan. Nhờ đó, bê tông cọc có thể bám dính tốt hơn vào vách đất xung quanh, làm tăng ma sát thành và nâng cao tổng sức chịu tải của cọc.
Công tác kiểm soát chất lượng sau thổi rửa
Để đảm bảo công nghệ thổi rửa hố khoan thành công, công tác kiểm soát chất lượng (QA/QC) là tối quan trọng. Kỹ sư giám sát phải kiểm tra hai yếu tố:
- Chất lượng dung dịch: Dung dịch bentonite tuần hoàn hút lên phải được kiểm tra liên tục. Quá trình thổi rửa chỉ được coi là hoàn tất khi hàm lượng cát trong dung dịch < 4% và tỷ trọng dung dịch đạt yêu cầu.
- Độ dày cặn lắng: Sau khi thổi rửa, bắt buộc phải dùng thiết bị chuyên dụng (như máy đo siêu âm Koden hoặc thước đo) để kiểm tra lại độ dày cặn lắng còn lại ở đáy hố. Các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt thường yêu cầu lớp cặn này phải mỏng hơn 5cm (hoặc 10cm tùy dự án) trước khi cho phép tiến hành công tác hạ lồng thép cọc D1200.
>>> Xem thêm: CÔNG TÁC HẠ LỒNG THÉP CỌC D1200: KỸ THUẬT & 3 LƯU Ý AN TOÀN
Đơn vị ứng dụng công nghệ thổi rửa hố khoan chuyên nghiệp
Công nghệ thổi rửa hố khoan không phải là một công đoạn tùy chọn, mà là một yêu cầu kỹ thuật bắt buộc để đảm bảo chất lượng cọc khoan nhồi, đặc biệt là sức chịu tải mũi cọc. Tại Khoannhoi.com, chúng tôi hiểu rõ tầm quan trọng của từng chi tiết kỹ thuật nhỏ nhất ảnh hưởng đến chất lượng công trình. Chúng tôi cung cấp các giải pháp và tư vấn thi công tiên tiến, giúp các nhà thầu hiểu rõ từ ưu nhược điểm cọc khoan nhồi D1200 đến các bước thi công phức tạp như công tác hạ lồng thép cọc D1200. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn các giải pháp kỹ thuật tối ưu nhất cho dự án của bạn.
Thông tin liên hệ:
Địa chỉ: Phòng 903, Tầng 9, Tòa Nhà Diamond Plaza, 34 Lê Duẩn, Phường Bến Nghé, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh
Hotline: 0931167167
